Группа ученых из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова выяснила, почему литий-воздушные аккумуляторы приходят в негодность. Исследование опубликовано в журнале Journal of Physical Chemistry C., сообщается в пресс-релизе, поступившем в «Ленту.ру».
Литий-воздушные аккумуляторы способны вырабатывать электроэнергию из воздуха. Специалисты поясняют, что для их работы необходим чистый кислород, а не обычный воздух. Так, влага, углекислый газ и другие примеси замедляют окислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе действия аккумулятора.
«Вообще, в случае успеха разработки, аккумулятор должен быть литий-воздушным, то есть использовать атмосферный воздух. Нежелательные его компоненты должны быть "отфильтрованы" специальными мембранами», — считает автор исследования Алексей Хохлов. Однако, по его словам, «сейчас существуют и более фундаментальные проблемы, поэтому для их решения, как правило, используют литий-кислородные ячейки, куда подают чистый кислород из баллонов».
Хохлов добавил, что экспериментальное исследование отдельных стадий процессов, протекающих при работе аккумулятора, зачастую не представляется возможным. При этом моделирование отдельных этапов реакций при помощи суперкомпьютеров позволяет пролить свет на их основные закономерности.
«Мы поняли, что образование непроводящих продуктов разряда непосредственно на поверхности электрода происходит только после связывания промежуточного продукта, супероксид-аниона, с ионами лития, которые в большом количестве присутствуют вблизи электрода. Если их оттуда вытеснить, то, может быть, пассивация перестанет протекать так быстро», — обобщил автор.
Проект реализуется вместе с учеными из Ульмского университета (Германия) и является практически значимым. Предполагается, что исследования в этой области способны дать реальный результат для экономики, так как позволят решить проблему литий-воздушных аккумуляторов. По оценкам, на это потребуется от 5 до 10 лет.